李斌給衛(wèi)藍新能源出了一道題——為蔚來ET7設(shè)計一款150度的電池，讓這款轎車的續(xù)航里程達到1000公里，但是電池重量不能超過600公斤。蔚來ET7搭載的100度液態(tài)電池的重量已經(jīng)達到555公斤，衛(wèi)藍新能源最終供應(yīng)的半固態(tài)電池的重量只增加了20公斤，達到575公斤。顯然，這是一款能量密度更高的電池。
2021年1月9日，蔚來便宣布ET7將使用固態(tài)電池技術(shù)，第二天李斌便辟謠稱，2022年量產(chǎn)的“固態(tài)電池”，準確說是半固態(tài)電池。2023年12月，李斌駕駛一輛搭載半固態(tài)電池的蔚來ET7行駛了1044公里。預(yù)計今年五六月，這款半固態(tài)電池會出現(xiàn)在蔚來的換電站。
2023年也被眾多業(yè)內(nèi)人士視為固態(tài)電池技術(shù)上車元年。鋰電池四大主材是正極、負極、電解液、隔膜。其中，電解液和隔膜的作用是實現(xiàn)鋰離子自由穿梭。固態(tài)電池是用固態(tài)電解質(zhì)替代電解液，解決電池安全問題。同時，固態(tài)電池可以搭配能量密度更高的正負極材料，提高電池能量密度。
圖/視覺中國
電池技術(shù)的迭代，本質(zhì)上是不同材料體系之間的競爭，其演進歷史是人類“馴服”不同材料的過程，努力在能量密度、安全、成本等維度之間尋求平衡，固態(tài)電池被認為是能夠平衡多重需求的“終極電池”。
在固態(tài)電池賽道，從傳統(tǒng)液態(tài)電池巨頭到初創(chuàng)企業(yè)，都希望復(fù)制過往中資企業(yè)在液態(tài)電池領(lǐng)域取得的成功。21世紀初期，比亞迪入局電池產(chǎn)業(yè)時，磷酸鐵鋰電池其實并不算成熟的技術(shù)路線，但是通過技術(shù)迭代最終帶動整條產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。固態(tài)電池被認為也將給產(chǎn)業(yè)鏈提供這樣的風(fēng)口。
固態(tài)電池技術(shù)風(fēng)口
中國固態(tài)電池領(lǐng)域兩大“獨角獸”公司：清陶能源，完成G+輪融資，估值約為260億元；衛(wèi)藍新能源估值約為157億元。2023年以來，兩家“獨角獸”公司動作頻頻。
成立于2016年的衛(wèi)藍新能源，已經(jīng)有蔚來、吉利、華為、小米、路特斯等一眾車企與汽車產(chǎn)業(yè)鏈參與者。蔚來持股比例接近15％，是第一大單一股東。
清陶能源則相繼引入北汽、上汽、廣汽等國有汽車集團作為戰(zhàn)略投資股東。2023年5月，上汽集團稱將追加不超過27億元投資，完成后間接持有清陶能源約15.29％股權(quán)，成其第二大股東。
車企“站隊”押注固態(tài)電池技術(shù)，正是因為液態(tài)電池?zé)o法兼顧安全與能量密度。對比液態(tài)電池當(dāng)下主流的兩種技術(shù)路線，磷酸鐵鋰電池相比三元電池更加安全，但是能量密度無法與之相比。衛(wèi)藍新能源董事長俞會根告訴《中國新聞周刊》，固態(tài)電池因此獲得機會。
依據(jù)電解質(zhì)材料的差異，固態(tài)電池有三條技術(shù)路線：氧化物、硫化物與聚合物。其中，以硫化物作為電解質(zhì)材料電導(dǎo)率更高，但是制備難度較高，而中國則更多押注氧化物技術(shù)路線。
正是因為中企更多選擇氧化物技術(shù)路線，因此在液態(tài)電池與全固態(tài)電池之間留有“灰色地帶”，即“半固態(tài)電池”。“按照電解液的含量，可以將電池分為液態(tài)、固液混合態(tài)、全固態(tài)。如今市場上的‘固態(tài)電池’，是一個相對籠統(tǒng)的概念，只要加入固態(tài)電解質(zhì)，降低電解液含量，便被認為應(yīng)用固態(tài)電池技術(shù)。從液態(tài)電池到全固態(tài)電池是一個漸進過程，衛(wèi)藍新能源量產(chǎn)的半固態(tài)電池已經(jīng)將電解液含量降至10％以下，屬于固液混合態(tài)初級階段，但這一比例降至1％以下時便接近全固態(tài)電池。”俞會根告訴記者。
電池中的電解液變?yōu)楣虘B(tài)電解質(zhì)有可能降低電池的能量密度，增加能量密度主要依靠正負極材料的變化。俞會根喜歡將正負極類比為兩只“怪獸”，電解液只能“馴服”較低等級“怪獸”，因為可以選用的正負極材料受限，其能量密度上限約為300Wh/kg，目前主流液態(tài)三元電池的能量密度為260~280Wh/kg。從液態(tài)電池到半固態(tài)電池，再到全固態(tài)電池，其實是馴服“怪獸”的能力在提升，可以使用能夠帶來更高能量密度的正負極材料。“最典型的莫過于負極材料的改變，液態(tài)電池的負極材料只能使用石墨，衛(wèi)藍新能源交付蔚來的半固態(tài)電池已經(jīng)在負極材料中摻入硅，而最終能‘馴服’金屬鋰負極的只可能是全固態(tài)電池。”硅負極的理論克容量是石墨負極的10倍。
類似的故事也發(fā)生在正極一端。2019年，“811電池”曾因幾起自燃事故陷入爭議，“811電池”即正極材料中鎳鈷錳含量比例為8：1：1的三元鋰電池。俞會根告訴記者，正極材料中鎳含量越高，意味著更高的能量密度，但因為鎳更為活躍也更難被‘馴服’。但是半固態(tài)電池可以馴服鎳含量達到九成的正極材料。
“馴服”的過程也是電池變得更加安全的過程，最直觀的表現(xiàn)是工作溫區(qū)的變化，當(dāng)前溫度超過55℃時液態(tài)電池便會停止工作，而半固態(tài)電池、全固態(tài)電池會將這一上限提升到60℃、80℃。
用俞會根的話來說，固態(tài)電池技術(shù)的特點是“三高”，高安全、高溫區(qū)、高能量密度，對應(yīng)新能源汽車的三個核心焦慮：首先是安全焦慮，除非蓄意破壞，否則碰撞、過充等引發(fā)自燃將成為歷史。其次是低溫焦慮，液態(tài)電池在冬季續(xù)航“打折”是常態(tài)，磷酸鐵鋰電池尤甚。雖然固態(tài)電池低溫性能沒有明顯提升，但是它可以在高溫環(huán)境下運行，因此可以為固態(tài)電池進行絕熱、保溫和加熱處理，避免其在低溫環(huán)境中工作。再次便是續(xù)航焦慮，以為蔚來ET7量產(chǎn)的半固態(tài)電池為例，標稱續(xù)航超過1000公里。
盡管一些搭載液態(tài)電池的新能源汽車也能實現(xiàn)1000公里續(xù)航，但是俞會根表示，其以較高的能耗為代價。“這也是很多車企當(dāng)前并不追求1000公里續(xù)航的原因，液態(tài)電池能量密度有限，增加續(xù)航里程只能加裝電池，推高整車重量，提高能耗。固態(tài)電池技術(shù)通過提升能量密度，可以在整車減重的同時增加續(xù)航里程。”
他告訴記者，整車每減重100公斤，能耗可以降低3％~10％，以3％的下限作為標準，衛(wèi)藍新能源曾為大眾一款續(xù)航617公里的新能源汽車進行測算，達到相同續(xù)航里程，半固態(tài)電池、全固態(tài)電池能分別少安裝3.4度5.4度電池，分別降低3000元、5000元的電池成本。
“其實1000公里續(xù)航對于半固態(tài)電池而言只是一個起點，理論上半固態(tài)電池的能量密度可以更高。以磷酸鐵鋰電池為例，電池包的能量密度為160瓦時/公斤左右，三元電池電池包的能量密度則在200~250瓦時/公斤，而蔚來ES6半固態(tài)電池包的能量密度超過260瓦時/公斤。未來伴隨新的正負極材料的導(dǎo)入，電芯成組效率的進一步提升，半固態(tài)電池電池包的能量密度將從現(xiàn)有液態(tài)電池電池包200瓦時/公斤的維度提升至300瓦時/公斤。”恩力動力固態(tài)電池研發(fā)總監(jiān)姚猛告訴《中國新聞周刊》。
“更少的電池，更多的續(xù)航里程”，故事聽起來很美好，但是前提是與液態(tài)電池相近的成本。
衛(wèi)藍新能源半固態(tài)電池產(chǎn)線。圖/受訪者提供
如何“擠上牌桌”？
當(dāng)鋰電池原材料價格回歸常態(tài)，鋰電池行業(yè)正在進行的“價格戰(zhàn)”無疑給固態(tài)電池技術(shù)進入市場帶來壓力。而較為強烈的降本訴求也決定了車企對于電池技術(shù)路線的選擇，磷酸錳鐵鋰電池的興起便是明證。
小鵬汽車電池技術(shù)高級總監(jiān)仲亮就曾在去年公開表示，更關(guān)注能滿足低成本和快充性能的新電池技術(shù)，例如磷酸錳鐵鋰電池。
國軒高科國際工程研究院副院長朱冠楠告訴《中國新聞周刊》，對于動力電池而言，目前磷酸鐵鋰電池與三元電池的電量多為40~60度電、80~120度電。磷酸錳鐵鋰電池可以填補兩者之間的空白，覆蓋60~80度電區(qū)間，成本也介于兩者之間。“業(yè)內(nèi)一直對于三元電池的成本有所顧慮，特別是如今磷酸鐵鋰電池成本已經(jīng)接近BOM標準成本的情況下，而磷酸錳鐵鋰電池可以在控制成本的情況下將電池能量密度進行提升，逼近中鎳三元電池水平，對于三元電池市場份額的沖擊更為顯著。”
“磷酸鐵錳鋰材料二三十年前已經(jīng)出現(xiàn)，正是在當(dāng)今降本訴求強烈的市場氛圍下，促使電池廠商、材料廠商加大對其研發(fā)的投入力度，可以說是當(dāng)下市場環(huán)境催生出的技術(shù)路線。”朱冠楠表示。
仲亮就曾直言，當(dāng)前半固態(tài)電池成本太高，是液態(tài)電池的2倍。顯然，成本是半固態(tài)電池沒能大規(guī)模進入市場的主要障礙。
有電池廠商人士告訴記者，自己感受到了車企對于半固態(tài)電池態(tài)度的微妙變化。“一年前，電池廠商已經(jīng)向車企送去半固態(tài)電池樣品，對方表達出濃厚的興趣，甚至提出比較激進的產(chǎn)品應(yīng)用路線。但是隨著去年下半年車企面臨更大的降本壓力，車企對于半固態(tài)電池逐步從熱烈追捧轉(zhuǎn)為謹慎觀望。亦有新勢力車企明確推后了半固態(tài)電池上車計劃。”
材料的變化一方面在改變電池的性能，另一方面也在短期內(nèi)推高了電池的成本。朱冠楠透露，國軒高科的半固態(tài)電池比三元電池的成本高出5％~10％，主要因為使用的硅負極材料尚未量產(chǎn)，但其未來有50％以上的降本空間，有望與現(xiàn)有的石墨負極材料持平。
“鈷的價格是鎳的價格的3~5倍，固態(tài)電池技術(shù)可以兼容高鎳正極材料，這意味其相比三元電池正極材料使用更少的鈷，未來反而更具成本優(yōu)勢。”俞會根說，高鎳材料成本一定低于中鎳材料，目前成本較高的原因在于尚未規(guī)模化生產(chǎn)。
規(guī)?；a(chǎn)對于降本會起到重要作用。至于拐點何時到來，姚猛坦言，業(yè)內(nèi)之所以認為產(chǎn)量達到一定數(shù)量級，便可以更好控制成本，是因為達到一定量級的產(chǎn)能后，便可以獨立支撐上游的廠商，這意味著電池廠對上游企業(yè)有更多議價空間，對于下游車企而言，擁有一定產(chǎn)能支撐也可以更有信心地推廣新車型。“業(yè)內(nèi)對于拐點的預(yù)測不盡相同，但多在10吉瓦時級別。”
衛(wèi)藍新能源預(yù)測，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之后，會比現(xiàn)有的液態(tài)三元電池成本降低10％~20％，清陶能源的結(jié)論更為激進，預(yù)計降本幅度將達四成。
降本的前提是量產(chǎn)，對于固態(tài)電池技術(shù)而言，當(dāng)下最重要的是“擠上牌桌”，不只是在動力電池領(lǐng)域。儲能電池顯然是一個比動力電池更加“內(nèi)卷”的市場，一些大型儲能項目電池的采購價格已經(jīng)低至單瓦時0.3元。
“儲能客戶的要求是價格不能高于現(xiàn)有的磷酸鐵鋰儲能電池，但是作為后發(fā)產(chǎn)品又不能沒有優(yōu)勢，只能在新技術(shù)應(yīng)用與成本控制間尋求平衡。”俞會根坦言，對于半固態(tài)電池而言，現(xiàn)階段最重要的是擠上牌桌，擠上牌桌后再迭代產(chǎn)品。“今年與‘五大六小’發(fā)電企業(yè)的合作會陸續(xù)落地，應(yīng)用案例的積累意味著成功擠上牌桌。”
姚猛認為，在市場導(dǎo)入階段，需要做好兩件事情，首先是短期內(nèi)對于細分市場進行針對性研發(fā)，突出固態(tài)電池技術(shù)的優(yōu)勢，找到一些液態(tài)電池?zé)o法勝任，又對成本容忍度較高的細分市場，而這樣的市場可能并非動力電池市場。其次，部分固態(tài)電池的技術(shù)，可以在現(xiàn)有液態(tài)電池技術(shù)體系下提前投入市場，比如復(fù)合隔膜技術(shù)、正負極界面優(yōu)化技術(shù)等已經(jīng)可以導(dǎo)入現(xiàn)有業(yè)態(tài)體系，這些新技術(shù)的成本將會得到提前優(yōu)化。
姚猛告訴記者，電池的性能可以分為五個維度：能量密度、壽命、倍率性（快充性能）、成本和安全。但是在半固態(tài)電池產(chǎn)品推出的初期，難以兼顧這五個維度。
“新技術(shù)誕生初期的成本一定比較高，動力電池對電池廠商的產(chǎn)能規(guī)模與控制成本的能力都有較高要求，比如產(chǎn)能規(guī)模至少要達到1~2吉瓦時，對于初創(chuàng)企業(yè)而言有一定難度。”姚猛告訴記者，恩力動力最先選擇進入無人機市場，因為無人機市場的痛點剛好可以用半固態(tài)電池的優(yōu)勢彌補，其對于能量密度要求比較高，而且因為搭載電池較小，因此對于電池成本敏感度不比新能源汽車，但是最終的目標一定是進入汽車動力電池市場。
2022年5月9日，安徽合肥市一家新能源公司內(nèi)，員工為磷酸鐵鋰電池包進行組合激光焊接。圖/中新
“吃螃蟹”的車企
俞會根曾被雷軍問道，“你的第一個客戶是誰？”在他看來，這代表了車企對于固態(tài)電池技術(shù)的糾結(jié)態(tài)度，既不愿冒進，也不愿落后。“吃螃蟹”的車企變得尤為重要。
俞會根坦言，蔚來采取換電模式，對成本相對不敏感。如果采取整車銷售模式，意味較高的電池成本直接體現(xiàn)在整車售價上，可能會比較難。“衛(wèi)藍接下來的任務(wù)就是降低半固態(tài)動力電池成本，今年能將其與三元電池的成本差距控制在10％以內(nèi)，未來隨著產(chǎn)量提升，特別是正極材料降本，半固態(tài)動力電池整體成本會與液態(tài)電池持平。”
“如果半固態(tài)電池可以降至與三元電池一樣的價格，少裝電池的優(yōu)勢便會顯現(xiàn)，屆時安裝半固態(tài)電池反而會成為車企的一個降本選項。”俞會根說，目前仍在等待這一拐點的到來，真正的“爆發(fā)”會在2026年到來，屆時會有四五家整車廠選用衛(wèi)藍新能源的半固態(tài)電池。
據(jù)記者了解，已有數(shù)家車企與衛(wèi)藍新能源推進半固態(tài)電池上車，其中不乏外國車企，其中兩款車型預(yù)計會在明年上半年推出。
“半固態(tài)電池的主要市場在于中高端車型，與液態(tài)三元電池形成競爭。”對于半固態(tài)電池在動力電池市場的“舒適區(qū)”，這是業(yè)內(nèi)共識。朱冠楠便認為，600~800公里的續(xù)航里程會成為未來中高端車型的剛需。
清陶能源定下的目標是2025年固態(tài)電池汽車達到10萬輛年銷的規(guī)模節(jié)點。
俞會根坦言，今年的核心任務(wù)是確保蔚來的需求，現(xiàn)有產(chǎn)能將全力以赴保供應(yīng)，明年在此基礎(chǔ)上再增加與兩家車企的合作。“蔚來的需求非常明確，現(xiàn)有換電站就有2000多個，一些車主可能會在節(jié)假日有長途出行需求時日租150度的半固態(tài)電池。”
半固態(tài)電池的產(chǎn)能還處在爬坡階段。“在現(xiàn)有產(chǎn)能有限的情況下，衛(wèi)藍新能源現(xiàn)在的邏輯就是小步快跑，把半固態(tài)電池產(chǎn)品交付第二、第三家整車廠裝車，在解決了從0到1的過程后，從1到N的過程需要依靠規(guī)模拉動降本，今年公司的核心任務(wù)就是擴張規(guī)模，可能在今年保證蔚來的供應(yīng)后衛(wèi)藍就會排進動力電池裝機規(guī)模前十。”
恩力動力去年年底已經(jīng)在國內(nèi)投產(chǎn)了一條0.3吉瓦時的產(chǎn)線，今年還將建設(shè)2吉瓦時產(chǎn)線，同時已在美國布局一條0.3吉瓦時的產(chǎn)線，均會在今年投產(chǎn)。“我們預(yù)計半固態(tài)電池的產(chǎn)能爬坡會比外界預(yù)想的更快，恩力動力計劃在2025年前后建設(shè)10吉瓦時產(chǎn)能的產(chǎn)線。”姚猛告訴記者。
衛(wèi)藍新能源在產(chǎn)能爬坡的同時，也在打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，目前已經(jīng)包下正極材料巨頭容百科技一條產(chǎn)線進行正極包覆。
剛剛過去的2023年被李國剛視為半固態(tài)電池量產(chǎn)元年，正式進入產(chǎn)業(yè)化階段，而全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化時點會在2027年~2030年間出現(xiàn)。半固態(tài)電池上車方興未艾，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化更是尚未開始，但是留給市場參與者的機會已然有限。
“固態(tài)電池技術(shù)上車還處于初期，但是至關(guān)重要，類似在高速駕車，切換到另一條高速時必須找準入口。”姚猛坦言，業(yè)內(nèi)對于“吃螃蟹”的車企十分尊敬。恩力動力正與國內(nèi)外頭部車企進行緊密聯(lián)系、合作中，幾乎所有車企都對固態(tài)電池技術(shù)表現(xiàn)出興趣，但是現(xiàn)階段都頗為謹慎。“車企希望電池廠商更為主動，希望后者可以短時間拿出能進行上車測試、并且擁有一定產(chǎn)能規(guī)模的半固態(tài)電池，之后再針對具體車型進行更深入的合作研發(fā)。”
他認為，車企投資布局階段已然度過，已經(jīng)來到半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化關(guān)口，一些初創(chuàng)企業(yè)可能難以再拿到融資，機會更多留給那些已經(jīng)有技術(shù)積累，可以拿出比較成熟的產(chǎn)品，但是欠缺與車企密切配合進行聯(lián)合研發(fā)的電池廠商。
在固態(tài)電池領(lǐng)域，巨頭之下還有多少機會？
2023年上海車展期間，寧德時代正式發(fā)布了凝聚態(tài)電池，稱其單體能量密度最高可達500Wh/kg，被業(yè)內(nèi)認為屬于半固態(tài)電池。在更早的2022年6月，寧德時代董事長曾毓群曾在重慶車展上透露，“除了全固態(tài)電池、半固態(tài)電池，包括大家沒聽過的凝聚態(tài)電池，寧德時代都在搞”。
姚猛表示，寧德時代、比亞迪等液態(tài)電池巨頭對于固態(tài)電池的態(tài)度更像是“鴨子劃水”，水上平靜，水下發(fā)力。“目前鋰電池市場需求巨大，巨頭們的首要任務(wù)是擴大產(chǎn)能，搶占市場，而新技術(shù)一定會對傳統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)能布局造成沖擊，這是巨頭們的糾結(jié)之處，而初創(chuàng)企業(yè)則沒有歷史包袱。不過，巨頭們對于固態(tài)電池的技術(shù)儲備也非常扎實。”
中國能否持續(xù)領(lǐng)跑？
多位受訪者喜歡提及人類在19世紀發(fā)明、如今依然占有40％左右市場份額的鉛酸電池，以此類比未來液態(tài)電池與固態(tài)電池關(guān)系的問題，也就是“長期共存”，至于“長期”是多久，沒有人能給出答案。
“固態(tài)電池不會全部替代液態(tài)電池，而是會找到適合的應(yīng)用場景，在考慮性能、安全與成本后尋求最優(yōu)解。比如對于一臺續(xù)航里程500公里的新能源汽車而言，現(xiàn)有的液態(tài)電池能夠滿足。但是在未來載人航空器的電動化進程中，一方面需要確保絕對安全，另一方面對于能量密度要求較高，以支撐航空器起降、飛行。因此航空領(lǐng)域電動化只能等待全固態(tài)電池，半固態(tài)電池也無法滿足其需求。”俞會根告訴記者。
那么，固態(tài)電池究竟會在可預(yù)見的未來占據(jù)多少市場份額？
去年年底，EVTank曾預(yù)測，2030年，鋰電池中約10％為固態(tài)電池，而且其中大部分為半固態(tài)電池。而今年1月，中國全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺成立時，歐陽明高院士預(yù)測，2030年，全固態(tài)電池將占比1％。
俞會根表示，2030年，以儲能、動力為主的鋰電池市場總規(guī)模將達到6TWh，10％的市場份額意味600GWh的需求，市場份額達到數(shù)千億級。
姚猛表示，中國磷酸鐵鋰電池現(xiàn)有與規(guī)劃產(chǎn)能占比全球產(chǎn)能非常高，因為企業(yè)預(yù)估在未來5~8年，磷酸鐵鋰電池需求依然旺盛，50％以上的動力電池、80％以上的儲能電池依然會使用磷酸鐵鋰電池。因此中企仍在不斷迭代磷酸鐵鋰電池技術(shù)，在可預(yù)見的未來，中企仍將在鋰電池市場占據(jù)領(lǐng)先份額。而且在從半固態(tài)電池到全固態(tài)電池的發(fā)展路徑中，半固態(tài)電池的產(chǎn)能能在相當(dāng)程度與現(xiàn)有液態(tài)電池產(chǎn)能打通，磷酸鐵鋰產(chǎn)線在成本可控的情況下可以轉(zhuǎn)化為半固態(tài)電池產(chǎn)線。
顯然，能否抓住固態(tài)電池的風(fēng)口不僅關(guān)乎個別企業(yè)的成功，也關(guān)乎國內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢能否保持。
在出口“新三樣”中，新能源汽車與鋰電池緊密相連，一輛新能源汽車中約40％的成本來自動力電池，中國擁有眾多自主知識產(chǎn)權(quán)與完整的產(chǎn)業(yè)鏈，自然不想因技術(shù)迭代放棄已經(jīng)在這一領(lǐng)域建立起的優(yōu)勢，正時刻提防在這條賽道再次被“超車”的機會，顯然，固態(tài)電池技術(shù)便被視為一次這樣的機會。
不同于中企選擇的氧化物技術(shù)路線，日企更多偏向硫化物技術(shù)路線，希望一步達成全固態(tài)電池。
而日本車企近年先后公布固態(tài)電池投產(chǎn)與上車時間表。2023年4月，本田汽車宣布將投資研發(fā)半固態(tài)和固態(tài)等新一代電池，2024年春季啟用固態(tài)電池示范生產(chǎn)線，投資430億日元（約合人民幣21.8億元），該技術(shù)將應(yīng)用于2025年之后推出的電動車型上。日產(chǎn)汽車也將在2024年建設(shè)固態(tài)電池試產(chǎn)線，計劃2028年量產(chǎn)。豐田汽車希望在2025年之前推出使用固態(tài)電池的混合動力汽車。
2023年10月12日，豐田與日本石油化工企業(yè)出光興產(chǎn)宣布，雙方將合作量產(chǎn)面向電動車的“全固態(tài)電池”，目標是在2027年至2028年實現(xiàn)“全固態(tài)電池”的量產(chǎn)實用化。豐田在固態(tài)電池上布局最久，也是世界上固態(tài)電池專利申請數(shù)量最多的企業(yè)，擁有1331項已知專利。第2位是松下，擁有445項專利。第3位便是出光興產(chǎn)，擁有272項。
這樣的時間表其實在業(yè)內(nèi)看來十分“激進”，甚至有中企直言難以相信。
姚猛告訴記者，豐田在硫化物固態(tài)電池領(lǐng)域布局非常早，在一些關(guān)鍵材料的研發(fā)、特殊工藝特型設(shè)備的研發(fā)上有比較大的優(yōu)勢。硫化物材料在電導(dǎo)率方面表現(xiàn)非常出色，可以兼顧高能量密度、安全及超級快充，同時壽命很長。日本于十余年前在硫化物固態(tài)電解質(zhì)的研究上取得關(guān)鍵突破，因此豐田確定了這條技術(shù)路線。只不過目前在動力電池產(chǎn)業(yè)化方面，可能不及預(yù)期，也就是在產(chǎn)業(yè)化方面有很大的改進空間。“中國在上下游產(chǎn)業(yè)的完備程度，對于新技術(shù)的響應(yīng)速度等方面具備更多優(yōu)勢。在針對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的研發(fā)方面，中國的能力很強，其實無論是磷酸鐵鋰電池，還是三元電池，材料都并非在中國發(fā)明，中國的優(yōu)勢在于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。”
有業(yè)內(nèi)人士告訴《中國新聞周刊》，日企選擇硫化物作為固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)方案，成本依然難以降低，預(yù)計在2030年氧化物固態(tài)電池的成本降低至每瓦時幾毛錢的水平時，硫化物固態(tài)電池的成本仍在2元~4元/瓦時，“其目前更多處于科學(xué)研究的階段”。
2021年1月9日，蔚來便宣布ET7將使用固態(tài)電池技術(shù)，第二天李斌便辟謠稱，2022年量產(chǎn)的“固態(tài)電池”，準確說是半固態(tài)電池。2023年12月，李斌駕駛一輛搭載半固態(tài)電池的蔚來ET7行駛了1044公里。預(yù)計今年五六月，這款半固態(tài)電池會出現(xiàn)在蔚來的換電站。
2023年也被眾多業(yè)內(nèi)人士視為固態(tài)電池技術(shù)上車元年。鋰電池四大主材是正極、負極、電解液、隔膜。其中，電解液和隔膜的作用是實現(xiàn)鋰離子自由穿梭。固態(tài)電池是用固態(tài)電解質(zhì)替代電解液，解決電池安全問題。同時，固態(tài)電池可以搭配能量密度更高的正負極材料，提高電池能量密度。
圖/視覺中國
電池技術(shù)的迭代，本質(zhì)上是不同材料體系之間的競爭，其演進歷史是人類“馴服”不同材料的過程，努力在能量密度、安全、成本等維度之間尋求平衡，固態(tài)電池被認為是能夠平衡多重需求的“終極電池”。
在固態(tài)電池賽道，從傳統(tǒng)液態(tài)電池巨頭到初創(chuàng)企業(yè)，都希望復(fù)制過往中資企業(yè)在液態(tài)電池領(lǐng)域取得的成功。21世紀初期，比亞迪入局電池產(chǎn)業(yè)時，磷酸鐵鋰電池其實并不算成熟的技術(shù)路線，但是通過技術(shù)迭代最終帶動整條產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。固態(tài)電池被認為也將給產(chǎn)業(yè)鏈提供這樣的風(fēng)口。
固態(tài)電池技術(shù)風(fēng)口
中國固態(tài)電池領(lǐng)域兩大“獨角獸”公司：清陶能源，完成G+輪融資，估值約為260億元；衛(wèi)藍新能源估值約為157億元。2023年以來，兩家“獨角獸”公司動作頻頻。
成立于2016年的衛(wèi)藍新能源，已經(jīng)有蔚來、吉利、華為、小米、路特斯等一眾車企與汽車產(chǎn)業(yè)鏈參與者。蔚來持股比例接近15％，是第一大單一股東。
清陶能源則相繼引入北汽、上汽、廣汽等國有汽車集團作為戰(zhàn)略投資股東。2023年5月，上汽集團稱將追加不超過27億元投資，完成后間接持有清陶能源約15.29％股權(quán)，成其第二大股東。
車企“站隊”押注固態(tài)電池技術(shù)，正是因為液態(tài)電池?zé)o法兼顧安全與能量密度。對比液態(tài)電池當(dāng)下主流的兩種技術(shù)路線，磷酸鐵鋰電池相比三元電池更加安全，但是能量密度無法與之相比。衛(wèi)藍新能源董事長俞會根告訴《中國新聞周刊》，固態(tài)電池因此獲得機會。
依據(jù)電解質(zhì)材料的差異，固態(tài)電池有三條技術(shù)路線：氧化物、硫化物與聚合物。其中，以硫化物作為電解質(zhì)材料電導(dǎo)率更高，但是制備難度較高，而中國則更多押注氧化物技術(shù)路線。
正是因為中企更多選擇氧化物技術(shù)路線，因此在液態(tài)電池與全固態(tài)電池之間留有“灰色地帶”，即“半固態(tài)電池”。“按照電解液的含量，可以將電池分為液態(tài)、固液混合態(tài)、全固態(tài)。如今市場上的‘固態(tài)電池’，是一個相對籠統(tǒng)的概念，只要加入固態(tài)電解質(zhì)，降低電解液含量，便被認為應(yīng)用固態(tài)電池技術(shù)。從液態(tài)電池到全固態(tài)電池是一個漸進過程，衛(wèi)藍新能源量產(chǎn)的半固態(tài)電池已經(jīng)將電解液含量降至10％以下，屬于固液混合態(tài)初級階段，但這一比例降至1％以下時便接近全固態(tài)電池。”俞會根告訴記者。
電池中的電解液變?yōu)楣虘B(tài)電解質(zhì)有可能降低電池的能量密度，增加能量密度主要依靠正負極材料的變化。俞會根喜歡將正負極類比為兩只“怪獸”，電解液只能“馴服”較低等級“怪獸”，因為可以選用的正負極材料受限，其能量密度上限約為300Wh/kg，目前主流液態(tài)三元電池的能量密度為260~280Wh/kg。從液態(tài)電池到半固態(tài)電池，再到全固態(tài)電池，其實是馴服“怪獸”的能力在提升，可以使用能夠帶來更高能量密度的正負極材料。“最典型的莫過于負極材料的改變，液態(tài)電池的負極材料只能使用石墨，衛(wèi)藍新能源交付蔚來的半固態(tài)電池已經(jīng)在負極材料中摻入硅，而最終能‘馴服’金屬鋰負極的只可能是全固態(tài)電池。”硅負極的理論克容量是石墨負極的10倍。
類似的故事也發(fā)生在正極一端。2019年，“811電池”曾因幾起自燃事故陷入爭議，“811電池”即正極材料中鎳鈷錳含量比例為8：1：1的三元鋰電池。俞會根告訴記者，正極材料中鎳含量越高，意味著更高的能量密度，但因為鎳更為活躍也更難被‘馴服’。但是半固態(tài)電池可以馴服鎳含量達到九成的正極材料。
“馴服”的過程也是電池變得更加安全的過程，最直觀的表現(xiàn)是工作溫區(qū)的變化，當(dāng)前溫度超過55℃時液態(tài)電池便會停止工作，而半固態(tài)電池、全固態(tài)電池會將這一上限提升到60℃、80℃。
用俞會根的話來說，固態(tài)電池技術(shù)的特點是“三高”，高安全、高溫區(qū)、高能量密度，對應(yīng)新能源汽車的三個核心焦慮：首先是安全焦慮，除非蓄意破壞，否則碰撞、過充等引發(fā)自燃將成為歷史。其次是低溫焦慮，液態(tài)電池在冬季續(xù)航“打折”是常態(tài)，磷酸鐵鋰電池尤甚。雖然固態(tài)電池低溫性能沒有明顯提升，但是它可以在高溫環(huán)境下運行，因此可以為固態(tài)電池進行絕熱、保溫和加熱處理，避免其在低溫環(huán)境中工作。再次便是續(xù)航焦慮，以為蔚來ET7量產(chǎn)的半固態(tài)電池為例，標稱續(xù)航超過1000公里。
盡管一些搭載液態(tài)電池的新能源汽車也能實現(xiàn)1000公里續(xù)航，但是俞會根表示，其以較高的能耗為代價。“這也是很多車企當(dāng)前并不追求1000公里續(xù)航的原因，液態(tài)電池能量密度有限，增加續(xù)航里程只能加裝電池，推高整車重量，提高能耗。固態(tài)電池技術(shù)通過提升能量密度，可以在整車減重的同時增加續(xù)航里程。”
他告訴記者，整車每減重100公斤，能耗可以降低3％~10％，以3％的下限作為標準，衛(wèi)藍新能源曾為大眾一款續(xù)航617公里的新能源汽車進行測算，達到相同續(xù)航里程，半固態(tài)電池、全固態(tài)電池能分別少安裝3.4度5.4度電池，分別降低3000元、5000元的電池成本。
“其實1000公里續(xù)航對于半固態(tài)電池而言只是一個起點，理論上半固態(tài)電池的能量密度可以更高。以磷酸鐵鋰電池為例，電池包的能量密度為160瓦時/公斤左右，三元電池電池包的能量密度則在200~250瓦時/公斤，而蔚來ES6半固態(tài)電池包的能量密度超過260瓦時/公斤。未來伴隨新的正負極材料的導(dǎo)入，電芯成組效率的進一步提升，半固態(tài)電池電池包的能量密度將從現(xiàn)有液態(tài)電池電池包200瓦時/公斤的維度提升至300瓦時/公斤。”恩力動力固態(tài)電池研發(fā)總監(jiān)姚猛告訴《中國新聞周刊》。
“更少的電池，更多的續(xù)航里程”，故事聽起來很美好，但是前提是與液態(tài)電池相近的成本。
衛(wèi)藍新能源半固態(tài)電池產(chǎn)線。圖/受訪者提供
如何“擠上牌桌”？
當(dāng)鋰電池原材料價格回歸常態(tài)，鋰電池行業(yè)正在進行的“價格戰(zhàn)”無疑給固態(tài)電池技術(shù)進入市場帶來壓力。而較為強烈的降本訴求也決定了車企對于電池技術(shù)路線的選擇，磷酸錳鐵鋰電池的興起便是明證。
小鵬汽車電池技術(shù)高級總監(jiān)仲亮就曾在去年公開表示，更關(guān)注能滿足低成本和快充性能的新電池技術(shù)，例如磷酸錳鐵鋰電池。
國軒高科國際工程研究院副院長朱冠楠告訴《中國新聞周刊》，對于動力電池而言，目前磷酸鐵鋰電池與三元電池的電量多為40~60度電、80~120度電。磷酸錳鐵鋰電池可以填補兩者之間的空白，覆蓋60~80度電區(qū)間，成本也介于兩者之間。“業(yè)內(nèi)一直對于三元電池的成本有所顧慮，特別是如今磷酸鐵鋰電池成本已經(jīng)接近BOM標準成本的情況下，而磷酸錳鐵鋰電池可以在控制成本的情況下將電池能量密度進行提升，逼近中鎳三元電池水平，對于三元電池市場份額的沖擊更為顯著。”
“磷酸鐵錳鋰材料二三十年前已經(jīng)出現(xiàn)，正是在當(dāng)今降本訴求強烈的市場氛圍下，促使電池廠商、材料廠商加大對其研發(fā)的投入力度，可以說是當(dāng)下市場環(huán)境催生出的技術(shù)路線。”朱冠楠表示。
仲亮就曾直言，當(dāng)前半固態(tài)電池成本太高，是液態(tài)電池的2倍。顯然，成本是半固態(tài)電池沒能大規(guī)模進入市場的主要障礙。
有電池廠商人士告訴記者，自己感受到了車企對于半固態(tài)電池態(tài)度的微妙變化。“一年前，電池廠商已經(jīng)向車企送去半固態(tài)電池樣品，對方表達出濃厚的興趣，甚至提出比較激進的產(chǎn)品應(yīng)用路線。但是隨著去年下半年車企面臨更大的降本壓力，車企對于半固態(tài)電池逐步從熱烈追捧轉(zhuǎn)為謹慎觀望。亦有新勢力車企明確推后了半固態(tài)電池上車計劃。”
材料的變化一方面在改變電池的性能，另一方面也在短期內(nèi)推高了電池的成本。朱冠楠透露，國軒高科的半固態(tài)電池比三元電池的成本高出5％~10％，主要因為使用的硅負極材料尚未量產(chǎn)，但其未來有50％以上的降本空間，有望與現(xiàn)有的石墨負極材料持平。
“鈷的價格是鎳的價格的3~5倍，固態(tài)電池技術(shù)可以兼容高鎳正極材料，這意味其相比三元電池正極材料使用更少的鈷，未來反而更具成本優(yōu)勢。”俞會根說，高鎳材料成本一定低于中鎳材料，目前成本較高的原因在于尚未規(guī)模化生產(chǎn)。
規(guī)?；a(chǎn)對于降本會起到重要作用。至于拐點何時到來，姚猛坦言，業(yè)內(nèi)之所以認為產(chǎn)量達到一定數(shù)量級，便可以更好控制成本，是因為達到一定量級的產(chǎn)能后，便可以獨立支撐上游的廠商，這意味著電池廠對上游企業(yè)有更多議價空間，對于下游車企而言，擁有一定產(chǎn)能支撐也可以更有信心地推廣新車型。“業(yè)內(nèi)對于拐點的預(yù)測不盡相同，但多在10吉瓦時級別。”
衛(wèi)藍新能源預(yù)測，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之后，會比現(xiàn)有的液態(tài)三元電池成本降低10％~20％，清陶能源的結(jié)論更為激進，預(yù)計降本幅度將達四成。
降本的前提是量產(chǎn)，對于固態(tài)電池技術(shù)而言，當(dāng)下最重要的是“擠上牌桌”，不只是在動力電池領(lǐng)域。儲能電池顯然是一個比動力電池更加“內(nèi)卷”的市場，一些大型儲能項目電池的采購價格已經(jīng)低至單瓦時0.3元。
“儲能客戶的要求是價格不能高于現(xiàn)有的磷酸鐵鋰儲能電池，但是作為后發(fā)產(chǎn)品又不能沒有優(yōu)勢，只能在新技術(shù)應(yīng)用與成本控制間尋求平衡。”俞會根坦言，對于半固態(tài)電池而言，現(xiàn)階段最重要的是擠上牌桌，擠上牌桌后再迭代產(chǎn)品。“今年與‘五大六小’發(fā)電企業(yè)的合作會陸續(xù)落地，應(yīng)用案例的積累意味著成功擠上牌桌。”
姚猛認為，在市場導(dǎo)入階段，需要做好兩件事情，首先是短期內(nèi)對于細分市場進行針對性研發(fā)，突出固態(tài)電池技術(shù)的優(yōu)勢，找到一些液態(tài)電池?zé)o法勝任，又對成本容忍度較高的細分市場，而這樣的市場可能并非動力電池市場。其次，部分固態(tài)電池的技術(shù)，可以在現(xiàn)有液態(tài)電池技術(shù)體系下提前投入市場，比如復(fù)合隔膜技術(shù)、正負極界面優(yōu)化技術(shù)等已經(jīng)可以導(dǎo)入現(xiàn)有業(yè)態(tài)體系，這些新技術(shù)的成本將會得到提前優(yōu)化。
姚猛告訴記者，電池的性能可以分為五個維度：能量密度、壽命、倍率性（快充性能）、成本和安全。但是在半固態(tài)電池產(chǎn)品推出的初期，難以兼顧這五個維度。
“新技術(shù)誕生初期的成本一定比較高，動力電池對電池廠商的產(chǎn)能規(guī)模與控制成本的能力都有較高要求，比如產(chǎn)能規(guī)模至少要達到1~2吉瓦時，對于初創(chuàng)企業(yè)而言有一定難度。”姚猛告訴記者，恩力動力最先選擇進入無人機市場，因為無人機市場的痛點剛好可以用半固態(tài)電池的優(yōu)勢彌補，其對于能量密度要求比較高，而且因為搭載電池較小，因此對于電池成本敏感度不比新能源汽車，但是最終的目標一定是進入汽車動力電池市場。
2022年5月9日，安徽合肥市一家新能源公司內(nèi)，員工為磷酸鐵鋰電池包進行組合激光焊接。圖/中新
“吃螃蟹”的車企
俞會根曾被雷軍問道，“你的第一個客戶是誰？”在他看來，這代表了車企對于固態(tài)電池技術(shù)的糾結(jié)態(tài)度，既不愿冒進，也不愿落后。“吃螃蟹”的車企變得尤為重要。
俞會根坦言，蔚來采取換電模式，對成本相對不敏感。如果采取整車銷售模式，意味較高的電池成本直接體現(xiàn)在整車售價上，可能會比較難。“衛(wèi)藍接下來的任務(wù)就是降低半固態(tài)動力電池成本，今年能將其與三元電池的成本差距控制在10％以內(nèi)，未來隨著產(chǎn)量提升，特別是正極材料降本，半固態(tài)動力電池整體成本會與液態(tài)電池持平。”
“如果半固態(tài)電池可以降至與三元電池一樣的價格，少裝電池的優(yōu)勢便會顯現(xiàn)，屆時安裝半固態(tài)電池反而會成為車企的一個降本選項。”俞會根說，目前仍在等待這一拐點的到來，真正的“爆發(fā)”會在2026年到來，屆時會有四五家整車廠選用衛(wèi)藍新能源的半固態(tài)電池。
據(jù)記者了解，已有數(shù)家車企與衛(wèi)藍新能源推進半固態(tài)電池上車，其中不乏外國車企，其中兩款車型預(yù)計會在明年上半年推出。
“半固態(tài)電池的主要市場在于中高端車型，與液態(tài)三元電池形成競爭。”對于半固態(tài)電池在動力電池市場的“舒適區(qū)”，這是業(yè)內(nèi)共識。朱冠楠便認為，600~800公里的續(xù)航里程會成為未來中高端車型的剛需。
清陶能源定下的目標是2025年固態(tài)電池汽車達到10萬輛年銷的規(guī)模節(jié)點。
俞會根坦言，今年的核心任務(wù)是確保蔚來的需求，現(xiàn)有產(chǎn)能將全力以赴保供應(yīng)，明年在此基礎(chǔ)上再增加與兩家車企的合作。“蔚來的需求非常明確，現(xiàn)有換電站就有2000多個，一些車主可能會在節(jié)假日有長途出行需求時日租150度的半固態(tài)電池。”
半固態(tài)電池的產(chǎn)能還處在爬坡階段。“在現(xiàn)有產(chǎn)能有限的情況下，衛(wèi)藍新能源現(xiàn)在的邏輯就是小步快跑，把半固態(tài)電池產(chǎn)品交付第二、第三家整車廠裝車，在解決了從0到1的過程后，從1到N的過程需要依靠規(guī)模拉動降本，今年公司的核心任務(wù)就是擴張規(guī)模，可能在今年保證蔚來的供應(yīng)后衛(wèi)藍就會排進動力電池裝機規(guī)模前十。”
恩力動力去年年底已經(jīng)在國內(nèi)投產(chǎn)了一條0.3吉瓦時的產(chǎn)線，今年還將建設(shè)2吉瓦時產(chǎn)線，同時已在美國布局一條0.3吉瓦時的產(chǎn)線，均會在今年投產(chǎn)。“我們預(yù)計半固態(tài)電池的產(chǎn)能爬坡會比外界預(yù)想的更快，恩力動力計劃在2025年前后建設(shè)10吉瓦時產(chǎn)能的產(chǎn)線。”姚猛告訴記者。
衛(wèi)藍新能源在產(chǎn)能爬坡的同時，也在打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，目前已經(jīng)包下正極材料巨頭容百科技一條產(chǎn)線進行正極包覆。
剛剛過去的2023年被李國剛視為半固態(tài)電池量產(chǎn)元年，正式進入產(chǎn)業(yè)化階段，而全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化時點會在2027年~2030年間出現(xiàn)。半固態(tài)電池上車方興未艾，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化更是尚未開始，但是留給市場參與者的機會已然有限。
“固態(tài)電池技術(shù)上車還處于初期，但是至關(guān)重要，類似在高速駕車，切換到另一條高速時必須找準入口。”姚猛坦言，業(yè)內(nèi)對于“吃螃蟹”的車企十分尊敬。恩力動力正與國內(nèi)外頭部車企進行緊密聯(lián)系、合作中，幾乎所有車企都對固態(tài)電池技術(shù)表現(xiàn)出興趣，但是現(xiàn)階段都頗為謹慎。“車企希望電池廠商更為主動，希望后者可以短時間拿出能進行上車測試、并且擁有一定產(chǎn)能規(guī)模的半固態(tài)電池，之后再針對具體車型進行更深入的合作研發(fā)。”
他認為，車企投資布局階段已然度過，已經(jīng)來到半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化關(guān)口，一些初創(chuàng)企業(yè)可能難以再拿到融資，機會更多留給那些已經(jīng)有技術(shù)積累，可以拿出比較成熟的產(chǎn)品，但是欠缺與車企密切配合進行聯(lián)合研發(fā)的電池廠商。
在固態(tài)電池領(lǐng)域，巨頭之下還有多少機會？
2023年上海車展期間，寧德時代正式發(fā)布了凝聚態(tài)電池，稱其單體能量密度最高可達500Wh/kg，被業(yè)內(nèi)認為屬于半固態(tài)電池。在更早的2022年6月，寧德時代董事長曾毓群曾在重慶車展上透露，“除了全固態(tài)電池、半固態(tài)電池，包括大家沒聽過的凝聚態(tài)電池，寧德時代都在搞”。
姚猛表示，寧德時代、比亞迪等液態(tài)電池巨頭對于固態(tài)電池的態(tài)度更像是“鴨子劃水”，水上平靜，水下發(fā)力。“目前鋰電池市場需求巨大，巨頭們的首要任務(wù)是擴大產(chǎn)能，搶占市場，而新技術(shù)一定會對傳統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)能布局造成沖擊，這是巨頭們的糾結(jié)之處，而初創(chuàng)企業(yè)則沒有歷史包袱。不過，巨頭們對于固態(tài)電池的技術(shù)儲備也非常扎實。”
中國能否持續(xù)領(lǐng)跑？
多位受訪者喜歡提及人類在19世紀發(fā)明、如今依然占有40％左右市場份額的鉛酸電池，以此類比未來液態(tài)電池與固態(tài)電池關(guān)系的問題，也就是“長期共存”，至于“長期”是多久，沒有人能給出答案。
“固態(tài)電池不會全部替代液態(tài)電池，而是會找到適合的應(yīng)用場景，在考慮性能、安全與成本后尋求最優(yōu)解。比如對于一臺續(xù)航里程500公里的新能源汽車而言，現(xiàn)有的液態(tài)電池能夠滿足。但是在未來載人航空器的電動化進程中，一方面需要確保絕對安全，另一方面對于能量密度要求較高，以支撐航空器起降、飛行。因此航空領(lǐng)域電動化只能等待全固態(tài)電池，半固態(tài)電池也無法滿足其需求。”俞會根告訴記者。
那么，固態(tài)電池究竟會在可預(yù)見的未來占據(jù)多少市場份額？
去年年底，EVTank曾預(yù)測，2030年，鋰電池中約10％為固態(tài)電池，而且其中大部分為半固態(tài)電池。而今年1月，中國全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺成立時，歐陽明高院士預(yù)測，2030年，全固態(tài)電池將占比1％。
俞會根表示，2030年，以儲能、動力為主的鋰電池市場總規(guī)模將達到6TWh，10％的市場份額意味600GWh的需求，市場份額達到數(shù)千億級。
姚猛表示，中國磷酸鐵鋰電池現(xiàn)有與規(guī)劃產(chǎn)能占比全球產(chǎn)能非常高，因為企業(yè)預(yù)估在未來5~8年，磷酸鐵鋰電池需求依然旺盛，50％以上的動力電池、80％以上的儲能電池依然會使用磷酸鐵鋰電池。因此中企仍在不斷迭代磷酸鐵鋰電池技術(shù)，在可預(yù)見的未來，中企仍將在鋰電池市場占據(jù)領(lǐng)先份額。而且在從半固態(tài)電池到全固態(tài)電池的發(fā)展路徑中，半固態(tài)電池的產(chǎn)能能在相當(dāng)程度與現(xiàn)有液態(tài)電池產(chǎn)能打通，磷酸鐵鋰產(chǎn)線在成本可控的情況下可以轉(zhuǎn)化為半固態(tài)電池產(chǎn)線。
顯然，能否抓住固態(tài)電池的風(fēng)口不僅關(guān)乎個別企業(yè)的成功，也關(guān)乎國內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢能否保持。
在出口“新三樣”中，新能源汽車與鋰電池緊密相連，一輛新能源汽車中約40％的成本來自動力電池，中國擁有眾多自主知識產(chǎn)權(quán)與完整的產(chǎn)業(yè)鏈，自然不想因技術(shù)迭代放棄已經(jīng)在這一領(lǐng)域建立起的優(yōu)勢，正時刻提防在這條賽道再次被“超車”的機會，顯然，固態(tài)電池技術(shù)便被視為一次這樣的機會。
不同于中企選擇的氧化物技術(shù)路線，日企更多偏向硫化物技術(shù)路線，希望一步達成全固態(tài)電池。
而日本車企近年先后公布固態(tài)電池投產(chǎn)與上車時間表。2023年4月，本田汽車宣布將投資研發(fā)半固態(tài)和固態(tài)等新一代電池，2024年春季啟用固態(tài)電池示范生產(chǎn)線，投資430億日元（約合人民幣21.8億元），該技術(shù)將應(yīng)用于2025年之后推出的電動車型上。日產(chǎn)汽車也將在2024年建設(shè)固態(tài)電池試產(chǎn)線，計劃2028年量產(chǎn)。豐田汽車希望在2025年之前推出使用固態(tài)電池的混合動力汽車。
2023年10月12日，豐田與日本石油化工企業(yè)出光興產(chǎn)宣布，雙方將合作量產(chǎn)面向電動車的“全固態(tài)電池”，目標是在2027年至2028年實現(xiàn)“全固態(tài)電池”的量產(chǎn)實用化。豐田在固態(tài)電池上布局最久，也是世界上固態(tài)電池專利申請數(shù)量最多的企業(yè)，擁有1331項已知專利。第2位是松下，擁有445項專利。第3位便是出光興產(chǎn)，擁有272項。
這樣的時間表其實在業(yè)內(nèi)看來十分“激進”，甚至有中企直言難以相信。
姚猛告訴記者，豐田在硫化物固態(tài)電池領(lǐng)域布局非常早，在一些關(guān)鍵材料的研發(fā)、特殊工藝特型設(shè)備的研發(fā)上有比較大的優(yōu)勢。硫化物材料在電導(dǎo)率方面表現(xiàn)非常出色，可以兼顧高能量密度、安全及超級快充，同時壽命很長。日本于十余年前在硫化物固態(tài)電解質(zhì)的研究上取得關(guān)鍵突破，因此豐田確定了這條技術(shù)路線。只不過目前在動力電池產(chǎn)業(yè)化方面，可能不及預(yù)期，也就是在產(chǎn)業(yè)化方面有很大的改進空間。“中國在上下游產(chǎn)業(yè)的完備程度，對于新技術(shù)的響應(yīng)速度等方面具備更多優(yōu)勢。在針對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的研發(fā)方面，中國的能力很強，其實無論是磷酸鐵鋰電池，還是三元電池，材料都并非在中國發(fā)明，中國的優(yōu)勢在于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。”
有業(yè)內(nèi)人士告訴《中國新聞周刊》，日企選擇硫化物作為固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)方案，成本依然難以降低，預(yù)計在2030年氧化物固態(tài)電池的成本降低至每瓦時幾毛錢的水平時，硫化物固態(tài)電池的成本仍在2元~4元/瓦時，“其目前更多處于科學(xué)研究的階段”。
